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可控源電磁測(cè)量技術(shù)在海上油氣勘探中的應(yīng)用

2025China.cn   2007年06月07日
    近些年來(lái),海上可控源電磁(CSEM)測(cè)量技術(shù)已成為尋找油氣田的有效手段。該技術(shù)使用深拖電偶極源激發(fā)0.1~10.0Hz的低頻電磁信號(hào),信號(hào)穿過(guò)海水向地下傳播達(dá)幾公里深,采用空間分布的多分量海底接收器記錄電磁能量信號(hào),然后根據(jù)地下電阻率變化進(jìn)行數(shù)據(jù)解釋。
    油氣層的電阻特性是最重要的性質(zhì),它可以產(chǎn)生有特征的地表電磁信號(hào)。就是說(shuō),用海上CSEM技術(shù)能區(qū)分地下的油氣與其它流體。理論上講,CSEM測(cè)量是用多個(gè)電源-接收器偏移距、幾種不同的頻率和一定的電源-接收器排列來(lái)記錄數(shù)據(jù)?! ?
    隨著海上CSEM成為較普遍的檢測(cè)含油氣層的方法,快速而精確地解釋所記錄的數(shù)據(jù)顯得非常必要。最常用的根據(jù)海上電磁數(shù)據(jù)記錄繪制地下電特性的技術(shù)就是反演,不過(guò)對(duì)快速數(shù)據(jù)解釋來(lái)說(shuō),它卻是不實(shí)用的。采用波場(chǎng)延拓地球物理成像方法是描繪地下物理特性的另一種方法?! ?
    CSEM成像主要包括兩項(xiàng)內(nèi)容:一是進(jìn)行電場(chǎng)外推。就是將記錄的數(shù)據(jù)和電源場(chǎng)函數(shù),從地面向下外推到地下各個(gè)深度;二是計(jì)算電場(chǎng)散射系數(shù)。在作了將電源場(chǎng)和記錄的波場(chǎng)向下延拓到所有地下期望點(diǎn)后,就可應(yīng)用地下各點(diǎn)處的成像條件進(jìn)行所需的電性重建。其結(jié)果就是電場(chǎng)散射系數(shù)成像,可用相對(duì)電性差進(jìn)行解釋,這便是地電構(gòu)造剖面。  
    對(duì)于海上CSEM成像,首先是它通常用頻率域方法,將所有接收器的總電場(chǎng)記錄下來(lái),然后分別用一次電場(chǎng)和散射電場(chǎng)成像,并從記錄的數(shù)據(jù)中減去估算的一次場(chǎng),得到散射場(chǎng)。另一個(gè)問(wèn)題是為了進(jìn)行電場(chǎng)外推,必須知道地下波數(shù)分布。在此采用的是迭代模型法?! ?
     波場(chǎng)成像技術(shù)能用于窄帶CSEM數(shù)據(jù),并且只需少量頻率就可有效成像實(shí)際深度(realistic depth levels)的典型的油氣目標(biāo)。用海相CSEM成像可以精確求取相對(duì)電特性,得到可解釋的地電剖面。該方法根據(jù)電場(chǎng)外推法,只需作正演模型計(jì)算,使其所用時(shí)間遠(yuǎn)比相應(yīng)的電磁反演法少,并且它只需依靠極少的地下地電構(gòu)造的先驗(yàn)信息,成像結(jié)果可直接用于解釋地下電阻率或?yàn)殡姶欧囱萏峁┆?dú)立的參數(shù)約束條件,此方法還可使CSEM數(shù)據(jù)解釋的速度和質(zhì)量大大提高?! ?
    要獲得可靠的CSEM成像有幾個(gè)條件:首要的也是最重要的是必須作精確的絕對(duì)相位處理。實(shí)際做法中,它可通過(guò)可靠的接收器處理和穩(wěn)定的電偶極源達(dá)到;第二是需要提供更多的頻率數(shù)據(jù)。方脈沖源波形可以記錄和處理基本透射頻率和奇數(shù)諧波,少量頻率就足以產(chǎn)生有用的CSEM成像;最后是需要確定正確測(cè)量海水電導(dǎo)率和適當(dāng)?shù)挠?jì)算地下淺層電阻率的方法。確定地下淺層電阻率的方法有好幾種,包括1D反演、小范圍接收器數(shù)據(jù)的視電阻率法以及測(cè)井方法。

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